(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
４０℃の動粘度が６０〜３２０ｍｍ２／ｓであるポリα―オレフィンと、増ちょう剤とを含むグリース組成物であって、前記ポリα―オレフィンを組成物全量基準で５０質量％以上配合してなり、
前記増ちょう剤は、水酸基を有さない炭素数１０〜２２の脂肪酸リチウム塩であり、
無灰系ジチオカーバメートおよび／または亜鉛ジチオカーバメートが、硫黄分換算かつ組成物全量基準で０．１〜１．５質量％配合され、
該グリース組成物におけるリン量が組成物全量基準で０．０５質量％以下であり、
混和ちょう度が２６５〜３１０である
ことを特徴とするグリース組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のグリース組成物において、
前記脂肪酸リチウム塩がステアリン酸リチウムである
ことを特徴とするグリース組成物。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のグリース組成物において、
前記ポリα―オレフィンが、直鎖オレフィンのオリゴマーである
ことを特徴とするグリース組成物。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載のグリース組成物において、
該組成物がクリーン環境下で用いられる直動装置に使用される
ことを特徴とするグリース組成物。
【請求項５】
請求項４に記載のグリース組成物において、
前記直動装置がボールネジなどの転動装置を機械要素として含み、
前記ボールネジなどの転動装置に該組成物が使用される
ことを特徴とするグリース組成物。
【請求項６】
請求項４に記載のグリース組成物において、
前記直動装置が歯車による減速機構を有し、
前記歯車に該組成物が使用される
ことを特徴とするグリース組成物。
【請求項７】
請求項４〜請求項６のいずれかに記載のグリース組成物を用いた
ことを特徴とする直動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリース組成物に関する。詳しくは、クリーンな環境下で用いられる直動装置に使用されるグリース組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯車や軸受等の潤滑には、摩擦を防止して駆動効率や機械寿命を向上させるため、グリースが使用されている。一方、クリーンルーム、精密機械製造、半導体製造、平面ディスプレイ製造、および食品製造などのクリーンな環境が必要な分野では、グリースから発生（以下、「発塵」ともいう。）する微細な粒子（例えば、平均径５μｍ以下）が製造物の歩留まりに影響するため、このような発塵を極力抑えることが求められている．
そこで、このような用途に対し，グリースからの発塵を抑制した、いわゆる「低発塵グリース」が提案されている。例えば、増ちょう剤としてステアリン酸リチウム石けん１０〜３５質量％と、酸化パラフィン及びジフェニルハイドロゲンホスファイトよりなる群から選ばれた１種又は２種以上の化合物０．５〜１５．０質量％とを配合したグリース組成物が提案されている（特許文献１参照）。また、増ちょう剤として、炭素数が１０以上のヒドロキシル基を有していない脂肪酸のＬｉ塩で、且つ、長さ及び直径が２μｍ以下の繊維状のものを組成物全体の１５〜３０質量％配合したグリース組成物が提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−１３９９７５号公報
【特許文献２】特開２００４−３５２９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１、２に開示されたグリース組成物では、発塵をある程度抑制することは出来ても、耐荷重性（極圧性）が不足しており、高荷重用途までは潤滑性をカバーできない。また、通常用いられる耐荷重添加剤であるＺｎＤＴＰや硫黄-リン系極圧剤を配合すると、発塵に悪影響を与えてしまう。それ故、これらのグリース組成物では、特に低発塵性と潤滑性が要求されるクリーンルーム用直動装置には適用が困難である。
そこで、本発明の目的は、高荷重下においても優れた潤滑性を有するとともに、発塵が少ないグリース組成物、およびそのグリース組成物を用いた直動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記した課題を解決すべく、本発明は、以下のようなグリース組成物およびその組成物を用いた直動装置を提供するものである。
〔１〕４０℃の動粘度が６０〜３２０ｍｍ２／ｓであるポリα―オレフィンと、増ちょう剤とを含むグリース組成物であって、前記ポリα―オレフィンを組成物全量基準で５０質量％以上配合してなり、前記増ちょう剤は、水酸基を有さない炭素数１０〜２２の脂肪酸リチウム塩であり、無灰系ジチオカーバメートおよび／または亜鉛ジチオカーバメートが、硫黄分換算かつ組成物全量基準で０．１〜１．５質量％配合され、該グリース組成物におけるリン量が組成物全量基準で０．０５質量％以下であり、混和ちょう度が２６５〜３１０であることを特徴とするグリース組成物。
〔２〕上記〔１〕に記載のグリース組成物において、前記脂肪酸リチウム塩がステアリン酸リチウムであることを特徴とするグリース組成物。
〔３〕上記〔１〕または〔２〕に記載のグリース組成物において、前記ポリα―オレフィンが、直鎖オレフィンのオリゴマーであることを特徴とするグリース組成物。
〔４〕上記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載のグリース組成物において、該組成物がクリーン環境下で用いられる直動装置に使用されることを特徴とするグリース組成物。
〔５〕上記〔４〕に記載のグリース組成物において、前記直動装置がボールネジなどの転動装置を機械要素として含み、前記ボールネジなどの転動装置に該組成物が使用されることを特徴とするグリース組成物。
〔６〕上記〔４〕に記載のグリース組成物において、前記直動装置が歯車による減速機構を有し、前記歯車に該組成物が使用されることを特徴とするグリース組成物。
〔７〕上記〔４〕〜〔６〕のいずれかに記載のグリース組成物を用いたことを特徴とする直動装置。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のグリース組成物によれば、高荷重下でも優れた潤滑性を有するとともに、発塵が少ないので、特に、クリーンルーム用直動装置に好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳述する。
本実施形態のグリース組成物（以下「本組成物」ともいう。）は、ポリα―オレフィンと、増ちょう剤とを含んで構成される。
ここでポリα―オレフィンとしては、潤滑油分野で用いられるものが適用可能である。ただし、４０℃の動粘度は６０〜３２０ｍｍ２／ｓであることが必要であり、好ましくは７０〜２００ｍｍ２／ｓである。４０℃の動粘度が６０ｍｍ２／ｓ未満であると、耐荷重性能が低下する。一方、４０℃の動粘度が３２０ｍｍ２／ｓを超えると耐摩耗性が低下し、特に、フレッチング摩耗が大きくなるおそれがある。
このポリα―オレフィンは、本組成物における基油に相当するものである。ポリα―オレフィンは、発塵が少ない上に粘度指数が高いので、基油として用いると温度変化に対する組成物の粘度変化が小さく、広範囲な温度に対して特性が変化しにくい。それ故、組成物全量基準で５０質量％以上配合されていることが必要であり、好ましくは６０質量％以上であり、より好ましくは７０質量％以上、さらに好ましく８０質量％以上であり、もっとも好ましくは９０質量％以上である。ポリα―オレフィンの含有量が５０質量％未満であると、ポリα―オレフィンの特徴が損なわれてしまう。
【０００７】
基油としては、所定のポリα―オレフィンが前記した量だけ配合されていればよく、本発明の効果を損なわない限り、他の合成油や鉱油がさらに配合されていてもよい。そのような合成油としては、従来公知の種々のものが使用可能であり、例えば、ポリブテン、ポリオールエステル、二塩基酸エステル、リン酸エステル、ポリフェニルエーテル、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ポリオキシアルキレングリコール、ネオペンチルグリコール、シリコーンオイル、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、更にはヒンダードエステル等を用いることができる。また、鉱油としては、従来公知の種々のものが使用可能であり、例えば、パラフィン基系鉱油、中間基系鉱油、ナフテン基系鉱油等が挙げられる。具体例としては、溶剤精製または水素精製による軽質ニュートラル油、中間ニュートラル油、重質ニュートラル油またはブライトストック等を挙げることができる。
このような合成油や基油としては、４０℃での動粘度が前記したポリα―オレフィンと同じ範囲にあることが好ましい。
【０００８】
本組成物に配合される増ちょう剤は、水酸基を有さない炭素数１０〜２２の脂肪酸リチウム塩である。
脂肪酸リチウム塩が水酸基を有してしまうと、発塵量が多くなって不都合である。また、脂肪酸リチウム塩の炭素数が９以下であると増ちょう効果が小さくなってしまい、グリース化が困難である。一方、脂肪酸リチウム塩の炭素数が２３以上であると、製造が困難であり、入手も難しく工業製品として実用的でないので好ましくない。それ故、脂肪酸リチウム塩の好ましい炭素数は１４〜２０である。
このような脂肪酸リチウム塩としては、ステアリン酸リチウムを主体としたものが増ちょう効果が高く、耐熱性も優れる点で最も好ましい。
【０００９】
本組成物には、極圧剤として、硫黄分換算で０．１〜１．５質量％（組成物全量基準）の無灰系ジチオカーバメートおよび亜鉛ジチオカーバメートの少なくともいずれか一方が配合される。
無灰系ジチオカーバメートとしては、メチレンビスジエチルジチオカーバメート、メチレンビスジブチルジチオカーバメート、メチレンビスジアミルジチオカーバメート、メチレンビスジアリールジチオカーバメート、チオカーバメート誘導体等が挙げられる。
亜鉛ジチオカーバメートとしては、亜鉛ジアミルジチオカーバメート、亜鉛ジアリールジチオカーバメート、亜鉛オキシサルファイドジチオカーバメート、亜鉛サルファイドジチオカーバメート等が挙げられる。特に、広く市販されており入手が容易な亜鉛ジアミルジチオカーバメートが好適である。
これらの化合物は、１種単独で用いても良いし、２種以上を複合的に用いても良い。
【００１０】
ここで、無灰系ジチオカーバメートおよび亜鉛ジチオカーバメートの少なくともいずれか一方の配合量が、硫黄分換算で０．１質量％未満の場合、十分な耐荷重性能を得ることができず、一方、１．５質量％を超える場合、熱硬化が起こりやすくなるためグリース組成物の寿命が短くなる。なお、無灰系ジチオカーバメートおよび亜鉛ジチオカーバメートの少なくともいずれか一方の配合量は、硫黄分換算で０．３〜１．０質量％であることがより好ましく、０．３〜０．７質量％であることがさらに好ましい。
【００１１】
本組成物においては、リン量が組成物全量基準で０．０５質量％以下であり、好ましくは０．０３質量％以下である。
組成物中のリン量が組成物全量基準で０．０５質量％を超えると、発塵が大きくなるおそれがある。従って、ＺｎＤＴＰ、硫黄−リン系極圧剤、あるいはＴＣＰ等のリン含有極圧剤の添加は好ましくない。仮に添加する場合は必要最小限に留めるべきである。
また、本組成物においては、混和ちょう度が２６５〜３１０（ＪＩＳ  Ｋ２２２０．７準拠）である。混和ちょう度が２６５未満であると、グリース組成物が「硬すぎる」ため耐摩耗性が低下する。特にフレッチング摩耗が大きくなる。一方、混和ちょう度が３１０を超えると、グリース組成物が「軟らかすぎる」ため、発塵が大きくなる。
【００１２】
上述の構成を備えるグリース組成物は、優れた潤滑性を有するとともに発塵が少ないので、低発塵型の転動装置（ころがり軸受、ボールネジ、リニアガイド等、転がり運動を行う装置）用として好適である。例えば、電動シリンダ、電動式リニアアクチュエータ、ジャッキ、直線作動機などのクリーンルーム用直動装置に好適に用いることができる。特に高荷重用途において、この直動装置がボールネジを機械要素として含む場合に効果があり、さらに、この直動装置が歯車による減速機構を有する場合にも有効である。
【００１３】
本発明のグリース組成物においては、本発明の目的が達成される範囲内で、必要に応じて、酸化防止剤、防錆剤、固体潤滑剤、充填剤、油性剤、金属不活性化剤等の添加剤を配合してもよい。
酸化防止剤としては、例えばアルキル化ジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、アルキル化−α−ナフチルアミン等のアミン系酸化防止剤、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）等のフェノール系酸化防止剤等が挙げられ、これらは、通常０．０５〜２質量％の割合で使用される。
防錆剤としては、亜硝酸ナトリウム、石油スルホネート、ソルビタンモノオレエート、脂肪酸石けん、アミン化合物等が挙げられる。
【００１４】
固体潤滑剤としては、ポリイミド、ＰＴＦＥ、黒鉛、金属酸化物、窒化硼素、メラミンシアヌレート（ＭＣＡ）、二硫化モリブデン等が挙げられる。以上のような各種添加剤は、単独で、または数種組み合わせて配合してもよく、本発明の潤滑油添加剤はこれらの効果を阻害するものではない。
【実施例】
【００１５】
次に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例の記載内容に何ら制限されるものではない。
【００１６】
〔実施例１〜７、比較例１〜１３〕
（グリース組成物の製造）
実施例および比較例の各グリース組成物を、以下のようにして製造した。各グリース組成物の配合組成を表１〜３に示す。
＜実施例１〜７、比較例１〜５、比較例８〜１３＞
（１）表に示す配合比率の基油の一部（グリース仕上り量の５０質量％）およびステアリン酸を、反応釜中で攪拌しながら加熱溶解させた。
（２）次に、表に示す水酸化リチウム（−水和物）を５倍水溶液としたものを、（１）の組成物に添加し、加熱混合した。
（３）グリース組成物の温度が２００℃に達した後、５分間保持した。
（４）次に、残りの基油を添加した後、５０℃／１時間の速度で８０℃まで冷却し、表に示すように、酸化防止剤、防錆剤・極圧剤を添加混合した。
（５）さらに、室温まで自然放冷した後、ミリング処理を行い、表に示すちょう度のグリース組成物を得た。
【００１７】
＜比較例６＞
（１）表に示す混合比率の基油の半量と、ジフェニルメタン-4,4'-ジイソシアネート（組成物全量の４．１質量％)を反応釜中で撹拝しながら６０〜７０℃で加熱溶解させた。
（２）基油の残量にラウリルアミン（組成物全量の６．０質量％)を溶解させたものを、（１）の組成物に添加し、加熱混合した。
（３）グリース組成物の温度が１６０℃に達した後、６０分間保持した。
（４）５０℃／１時間の速度で８０℃まで冷却し、表に示すように、酸化防止剤、防錆剤・極圧剤を添加混合した。
（５）さらに、室温まで自然放冷した後、ミリング処理を行い、表に示すちょう度のグリース組成物を得た。
【００１８】
＜比較例７＞
実施例１におけるステアリン酸を、１２ヒドロキシステアリン酸に変更した他は、同一の製法で製造した。
【００１９】
【表１】
0005188248.tif 000002
【００２０】
【表２】
0005188248.tif 000003
【００２１】
【表３】
0005188248.tif 000004
【００２２】
（※１）ポリα―オレフィン、動粘度（４０℃）  ２８．８ｍｍ２／ｓ、動粘度（１００℃）  ５．６ｍｍ２／ｓ、密度（１５℃）  ０．８２６ｇ／ｃｍ３
（※２）ポリα―オレフィン、  動粘度（４０℃）  ６３ｍｍ２／ｓ、動粘度（１００℃）  ９．８ｍｍ２／ｓ、密度（１５℃）  ０．８３５ｇ／ｃｍ３
（※３）ポリα―オレフィン、動粘度（４０℃）  ３９６ｍｍ２／ｓ、動粘度（１００℃）  １４ｍｍ２／ｓ、密度（１５℃）  ０．８４９ｇ／ｃｍ３
（※４）トリメリット酸−トリ−２エチルヘキシル
（※５）工業用ステアリン酸、ステアリン酸：パルミチン酸：ミリスチン酸：オレイン酸＝６４：３０：５：１（質量％比）の混合物
（※６) ラウリルアミンとジフェニルメタン-4,4'-ジイソシアネートとの反応生成物
（※７)亜鉛ジアミルジチオカーバメート
（※８)メチレンビスジブチルジチオカーバメート
（※９)プライマリー−ジ（２エチルヘキシル）ジチオリン酸亜鉛
（※１０)Lubrizol社製  Angramol 99
表１〜３中、極圧剤中の硫黄量とは、極圧剤に由来する硫黄のグリース組成物全量に対する含有率を示す。よって、基油や他の添加剤中に含まれる硫黄分は、含まれない。
【００２３】
〔評価方法〕
上記した実施例・比較例のグリース組成物について性状、耐摩耗性および発塵性を評価した。具体的な評価方法を以下に示す。
混和ちょう度：ＪＩＳＫ２２２０．７．５に規定される方法で測定した。
硫黄分：ＡＳＴＭ  Ｄ１５５２に規定される方法で測定した．
フレッチング摩耗試験：ＡＳＴＭ  Ｄ４１７０(潤滑グリースの耐フレッチング摩耗評価方法)に規定される試験機を用い、周波数のみ２５Hzに変更して、周囲温度２５℃で２２時間の測定を行い、試験前後のベアリングの質量変化から摩耗量を算出した。
高速四球試験：ＡＳＴＭ  Ｄ２５９６ に規定される方法で融着荷重を測定し、耐荷重性能を評価した。
発塵試験：クリーンルーム(ＩＳＯ１４６４４−１に規定されるｃｌａｓｓ２)内に設置されたボールネジを用いてグリース組成物からの発塵の程度を評価した。具体的には、ボールネジ（直径１６ｍｍ、リード８ｍｍ）のネジ面全体に、２０ｇのグリース組成物を充填し、ボール-ナット速度１００ｍｍ/s、ストローク１５０ｍｍの条件で５０時間の運転を行った。往復の中心部のネジ直近に設置した吸気口から空気を採取(吸引速度３Ｌ／ｍｉｎ)し、パーティクルカウンタ（リオン（株）製  ＫＣ−０３Ｂ)により０．３μｍ以上の微粒子を計測し、発塵数とした。試験時間（５０時間）の総計測数を、個／１０Ｌの単位で表した。
ボールネジ負荷試験：図１に示す電動シリンダ１０（（株）ツバキエマソン製、パワーシリンダＬＰＴＢ５００Ｈ４）を用いて、ボールネジ負荷試験を行った。図２に、電動シリンダ１０のボールネジ部１１を拡大して示す。ボールネジ部１１は、ボールナット１１１と、ネジシャフト１１２と、ボールとを含んで構成される。このネジシャフト１１２（ネジ面全体）にグリース組成物を４０ｇ充填し、荷重５０００Ｎ、ストローク３６５ｍｍ、ロッド速度１２０ｍｍ／ｓの条件で、１３７０００回往復（走行距離１００ｋｍ）させることにより、高荷重条件での潤滑性を評価した。具体的には、試験後にボールネジ部１１を分解し、ネジ、ナットおよびボールの損傷を観察した。なお、このボールネジ負荷試験は、実施例１と比較例１のグリース組成物のみについて行った。
【００２４】
〔評価結果〕
評価結果を表１〜３に示す。また、実施例1と比較例１におけるボールネジ負荷試験の結果は以下の通りである。
・ネジの状態
実施例１：剥離なし、比較例１：剥離あり(４列）
・ナットの状態
実施例１：摩耗なし、比較例１：      摩耗あり
・ボールの状態
実施例１：剥離なし、比較例１：剥離あり(２０個)
【００２５】
表１〜３および前記したボールネジ負荷試験の結果から明らかなように、実施例１〜７のグリース組成物は、いずれも優れた潤滑性および低発塵性を有していることがわかる。
一方、比較例１は、極圧剤としてＺｎＤＴＣが配合されているものの、その添加量が少なすぎるので潤滑性が劣っている。比較例２では、ちょう度が小さすぎる(固すぎる)ので フレッチング摩耗が多い。比較例３は、逆にちょう度が大きすぎる(軟らかすぎる)ので発塵が多くなっている。比較例４では、基油の粘度が高すぎるので、フレッチング摩耗が大きい。比較例５では、逆に基油の粘度が低すぎるので、 耐荷重性能が悪化してしまう。比較例６では、増ちょう剤がウレアであるため発塵が多くなっている。比較例７では、増ちょう剤として水酸基を含むリチウムセッケンを用いているので発塵が多くなっている。比較例８では、極圧剤としてＺｎＤＴＰを使用しているので、発塵が多い。比較例９では、極圧剤として硫黄−リン系添加剤を使用しているので発塵が多くなっている。比較例１０、１１では、極圧剤としてリン系添加剤を使用しており、耐荷重性能が不十分である。比較例１２では、ＺｎＤＴＣとリン系添加剤を併用しており、結果的にリン分の濃度が高くなりすぎて、発塵が多くなってしまう。比較例１３では、基油としてエステルを使用しているので、発塵が多い。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、クリーンルーム等に用いられる直動装置用のグリース組成物として好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例に係る電動シリンダの外形を示す図
【図２】図１の電動シリンダにおいてボールネジ部分の構造を示す拡大図
【符号の説明】
【００２８】
１０…電動シリンダ、１１…ボールネジ部、１１１…ボールナット、１１２…ネジシャフト
【図１】
0005188248.tif 000005
【図２】
0005188248.tif 000006